JPH0539743A - 燃料噴射装置付内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸気絞り弁をバイパスするバイパス通路内の
エア流量を調節するＩＳＣシステムと、途中に空気制御
弁を設置したエアアシスト通路とを持つ燃料噴射弁装置
とを備えるものにおいて、空気制御弁の開故障時で且つ
ＩＳＣ弁による制御が限界を越えた場合に機関回転数が
上昇しすぎるのを防ぐ。 【構成】 吸気絞り弁２を迂回するバイパス通路４と、
燃料噴射弁３から噴射された燃料にエアアシストするた
めの空気供給通路６を持ち、各通路４、６にはそれぞれ
アイドル回転数制御弁５と空気制御弁７を備える燃料噴
射装置付内燃機関において、アイドル回転数制御弁５の
開度が所定値以下で且つ機関回転数が所定値以上のアイ
ドル運転状態に機関回転数を低下させる回転数上昇抑制
手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機関アイドル回転数制
御装置を備える内燃機関に、噴射燃料を微粒化するため
の補助空気供給装置を備える燃料噴射装置を設けたもの
である。

【０００２】

【従来の技術】吸気通路に設けた吸気絞り弁をバイパス
するバイパス通路と、吸気絞り弁全閉時にバイパス通路
を流れる空気流量を調節することでアイドル回転数を制
御するアイドル回転数制御弁とを備えるアイドル回転数
制御装置付内燃機関は従来より周知である。又、吸気通
路内に燃料を噴射すべく設置された燃料噴射弁を備え、
燃料噴射弁からの噴射燃料に補助空気を供給して燃料の
微粒化を図る燃料噴射装置も周知であり、この燃料噴射
装置を前記アイドル回転数制御装置付内燃機関に設けた
ものが、例えば実開平２−２４０６９号公報に開示され
ている。

【０００３】図６によりそのような従来技術を説明する
と、図示しないエアクリーナから吸入され、同じく図示
しないエアフローメータにて流量を計測された吸入空気
は内燃機関の吸気通路１内を流れる。吸気通路１には、
吸気通路１を通過する空気流量を調節する吸気絞り弁２
が設置されている。また吸気通路１内に燃料を噴射する
燃料噴射弁３が吸気管1aに設置されている。又、符号８
は吸気弁であり、シリンダヘッド１０の吸気ポート１ｂ
下流に配置されている。

【０００４】吸気絞り弁２をバイパスするバイパス通路
４が吸気管1aに取り付けられ、バイパス通路４には吸気
絞り弁２全閉時にバイパス通路４を通過する空気流量を
調節し機関アイドル回転数を制御するアイドル回転数制
御弁５が設置される。

【０００５】アイドル回転数制御弁５は機関アイドル回
転数が所定値以上になると閉方向に制御される。する
と、バイパス通路４を流れる空気量が減少し、機関アイ
ドル回転数が下がる。また機関アイドル回転数が所定値
以下に下がるとアイドル回転数制御弁５は開方向に制御
され、バイパス通路４を流れる空気量が増大し、機関ア
イドル回転数が上昇する。このようにして、アイドル回
転数制御装置は吸気絞り弁２閉時の機関アイドル回転数
をある所定値に保つよう図示しない制御手段にて制御し
ている。

【０００６】また、燃料噴射弁３の先端に吸気絞り弁２
上流からの補助空気を導く空気供給通路６が設けられて
おり、噴射燃料に補助空気流を衝突させることで燃料の
微粒化を図っている。空気供給通路６を流れる補助空気
流量を調節するための空気制御弁７が空気供給通路６に
設けられている。そして、空気制御弁７の開閉駆動はス
テップモータや電磁ソレノイド等のアクチュエータ９に
よりおこなわれる。空気制御弁７の開閉タイミングは機
関諸条件、例えば燃料噴射に同期させることにより行わ
れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような従来技術に
おいては、空気制御弁７が開かれた状態の時にアクチュ
エータ９が故障したり、アクチュエータ９から空気制御
弁７への駆動力伝達系が故障して空気制御弁７が開き放
しとなること（以下開故障という）が考えられる。空気
制御弁７が開故障した状態では、空気供給通路６を介し
て吸気絞り弁２上・下流を連通させることになる。この
状態でアイドル回転数制御を行い、アイドル回転数が上
昇した場合にアイドル回転数制御弁５によりバイパス通
路４を閉塞しても、バイパス通路４とは別体の空気供給
通路６から空気が図示にない燃焼室内に吸入されるた
め、機関回転数の必要以上の上昇を来す恐れがある。す
ると燃料消費率の悪化を招くという問題を生じるのであ
る。

【０００８】そこで本発明の目的は、以上のような内燃
機関において、噴射燃料微粒化用の補助空気供給通路に
設けた空気制御弁が開故障した場合に機関回転数が上昇
し過ぎることを防止することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明では、吸気通路に設けた吸気絞り弁と、吸気
絞り弁下流の吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁
と、前記吸気絞り弁をバイパスするバイパス通路とを有
し、吸気絞り弁閉時に機関回転数を第１の所定値に保つ
べく開度調節されるアイドル回転数制御弁を前記バイパ
ス通路に設置し、前記燃料噴射弁からの噴射燃料に空気
を供給させるための前記バイパス通路とは別体の空気供
給通路と、前記空気供給通路内を流れる空気流量を調節
する空気制御弁とを備える燃料噴射装置付内燃機関にお
いて、機関アイドル運転時における前記アイドル回転数
制御弁開度を検出するアイドル回転数制御弁開度検知手
段と、機関回転数を検知する回転数検知手段と、前記ア
イドル回転数制御弁開度が所定値以下であり且つ機関回
転数が前記第１の所定値より高い第２の所定値以上であ
る時に機関回転数の上昇を抑制する回転数上昇抑制手段
とを設けることである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、アイドル運転時にアイドル回
転数制御弁開度が所定値以下の時且つ機関回転数が前記
第１の所定値より高い第２の所定値以上である時は、ア
イドル回転数が第１の所定値に保たれておらず、吸気絞
り弁の上・下流がバイパス通路とは別体の空気供給通路
を介して連通されたままの状態つまり空気制御弁の開故
障時であり、空気制御弁開故障時に回転数上昇抑制手段
により機関回転数の上昇が抑制されるため、機関回転数
が上昇し過ぎることはない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に基づく第１実施例を図１乃至
図３により説明する。図６と同じ構成のものについては
同一番号を付しその説明を省略する。各気筒毎に設けら
れた燃料噴射弁３ａ乃至３ｄには、燃料を吸気弁８近傍
にて噴射するためのロングノズル３１がそれぞれ取り付
けられるとともに、ロングノズル３１周囲にはロングノ
ズル３１内の燃料を加熱することによって燃料の微粒化
を促進するためのＰＴＣヒータ３２が設けられている。
なお、図１においては、燃料噴射弁３ａ以外の燃料噴射
弁３ｂ、３ｃ、３ｄは簡略図示している。以下、燃料噴
射弁３ａ乃至３ｄに共通する内容は適宜燃料噴射弁３と
して説明する。それぞれの燃料噴射弁３ａ乃至３ｄから
の燃料に空気を供給する空気供給通路６は、上流開口部
６ａからの空気はデリバリパイプ２１により各燃料噴射
弁３ａ乃至３ｄに分配されている。又空気供給通路６の
デリバリパイプ２１上流には、機関回転により駆動され
るエアポンプ１１が設置され、空気供給通路９の上流開
口部６ａから流入する空気を圧縮しており、圧縮された
空気を燃料噴射弁３からの噴射燃料に衝突させることで
一層の微粒化を図っているものである。

【００１２】空気供給通路６からはエア通路１９が分岐
されており、エア通路１９には圧力制御弁１６が設置さ
れている。圧力制御弁１６は図示しない経路にて吸気絞
り弁２下流に連通されている。このような圧力制御弁１
６は公知のもので、エアポンプ１１により加圧された空
気供給通路６内のエア圧と吸気絞り弁２下流圧との差圧
を一定にするためのものである。

【００１３】デリバリパイプ２１の下流に設けられた空
気制御弁７ａ乃至７ｄはそれぞれ電磁ソレノイド等のア
クチュエータ９ａ乃至９ｄによって駆動され、空気制御
弁７ａ乃至７ｄの開閉タイミングは機関諸条件、例えば
燃料噴射に同期させることにより行われる。又アイドル
回転数制御弁５はステップモータ１４により駆動されて
いる。アクチュエータ９ａ乃至９ｄやステップモータ１
４は電子制御回路（ＥＣＵ）２０により駆動を制御され
ている。尚、図１中では空気制御弁７ａ、アクチュエー
タ９ａ以外は簡略して図示している。

【００１４】また、吸気絞り弁２の開度を検出するため
にスロットルセンサ１２が、機関回転数を検出するため
にはエンジン回転センサ１３が、そしてアイドル回転数
制御弁５の開度を検出するためにＩＳＣＶ開度センサ１
５がそれぞれ設置され、ＥＣＵ２０は各センサからの入
力信号を読み込み、それらに基づいてアクチュエータ９
ａ乃至９ｄやステップモータ１４を駆動している。ま
た、ＥＣＵ２０は図示しないエアフローメータからの入
力値により運転状態に応じた空燃比制御を行うべく燃料
噴射弁３からの噴射燃料量を制御している。アイドル回
転数制御弁５は、吸気絞り弁２全閉時に機関回転数が第
１の所定値付近に保たれるようＥＣＵ２０に格納された
公知のアイドル回転数制御用プログラムにより従来同様
に制御されている。

【００１５】ＥＣＵ２０に格納された第１実施例のプロ
グラムのフローチャートを図２に基づいて説明する。第
１実施例における本ルーチンは所定時間毎に発生する時
間割り込みルーチンとしている。ステップ１００はプロ
グラムの開始点である、ステップ１０１ではスロットル
センサ１２からの入力信号により機関アイドル運転か否
かを判断している。つまり、吸気絞り弁２が全閉時はア
イドル運転時なのでアイドルスイッチＯＮ状態と判断さ
れステップ１０２に進む。吸気絞り弁２が開かれていれ
ばステップ１０１ではアイドルスイッチＯＦＦであるた
め、ステップ１０５に分岐して本ルーチンを終了する。

【００１６】ステップ１０１でアイドルスイッチＯＮ状
態と判断されステップ１０２に進むと、今度はアイドル
回転数制御弁５の開度を検出するＩＳＣＶ開度センサ１
５からの信号により、アイドル回転数制御弁５開度が所
定値以下であるか否かを判断する。ここでアイドル回転
数制御弁５の開度の所定値はアイドル回転数制御弁５略
全閉時の開度近傍の値である。ステップ１０２でＹＥ
Ｓ、つまりアイドル回転数制御弁５開度が所定値以下で
あれば、ステップ１０３に進み、エンジン回転センサ１
３からの入力信号によりエンジン回転数がアイドル回転
数目標値である第１の所定値（例えば８００回転程度）
よりも高回転数である第２の所定値（例えば１６００回
転程度）以上であるか否かを判断する。エンジン回転数
が第２の所定値以上であれば、ステップ１０４に進み、
燃料噴射を停止すべく燃料噴射弁３を作動させ、その後
ステップ１０５に進み、本ルーチンを終了する。ステッ
プ１０２またはステップ１０３においてＮＯと判断され
れば、ステップ１０５に分岐してやはり本ルーチンを終
了するのである。

【００１７】ここで、機関回転数の第１の所定値は機関
状態に応じて変化するよう制御してもよいが（アイドル
アップ制御等）、その場合は第２の所定値を第１の所定
値の取りうる最大値より大きくすればよい。

【００１８】図３には本実施例の燃料噴射弁３と空気制
御弁７との駆動タイミングチャートが示されている。Ｔ
₃ は燃料噴射弁３開弁時間であり、Ｔ₇₁は空気制御弁７
の開弁時間である。図３からわかるように、空気制御弁
７の開閉駆動は燃料噴射弁３の開閉駆動と同期してお
り、また、空気制御弁７は燃料噴射弁３より所定タイミ
ング早く開弁され、また燃料噴射弁３が閉じた後に空気
制御弁７が閉弁されるように駆動信号が発生されてい
る。

【００１９】以上に説明した第１実施例においては、Ｅ
ＣＵ２０に格納され図２に示したルーチンによって、ア
イドル運転時且つアイドル回転数制御弁５開度所定値以
下且つ機関回転数が前記第１の所定値より高い第２の所
定値以上である時は、アイドル回転数が第１の所定値に
保たれておらず、吸気絞り弁の上・下流がバイパス通路
とは別体の空気供給通路を介して連通されたままの状態
つまり空気制御弁の開故障時であるとされ、空気制御弁
開故障時に燃料噴射弁３からの燃料供給を停止するため
機関回転数の上昇を回避できる。

【００２０】続いて第２実施例の説明を図４のフローチ
ャートにより説明する。尚、第２実施例のシステム全体
は第１実施例の図１のものと同じである。ステップ１０
０ないしステップ１０３とステップ１０５は図２のもの
と同一である。ステップ１０３にてＹＥＳ、つまり機関
アイドル運転時且つアイドル回転数制御弁５開度所定値
以下且つエンジン回転数が第２の所定値以上であれば、
ステップ１０６に進み空気制御弁７ａ乃至７ｄの開弁時
間短縮処理をする。

【００２１】ステップ１０６における開弁時間短縮処理
は図５で示すタイミングチャートにより説明される。図
５において、Ｔ₃ 及びＴ₇₁は図３と同じくそれぞれ燃料
噴射弁３、空気制御弁７の開弁時間であるが、開弁時間
短縮処理を行うと、空気制御弁７の開弁時間はＴ₇₁から
Ｔ₇₂に短縮される。

【００２２】以上に説明した第２実施例においては、例
えば空気制御弁７ａが開故障しても、開故障していない
その他の空気制御弁７ｂ乃至７ｄの開弁時間を短縮する
ことで各気筒全てにおいて空気供給通路６を介して吸入
される空気量を減ずることができ、機関アイドル回転数
の上昇を防ぐことができる。

【００２３】また、その他の実施例として、ある空気制
御弁が開故障した時に、その他の空気制御弁開時におけ
る開度が小さくなるように制御することもできる。

【００２４】更に、本実施例ではＩＳＣＶ開度センサ１
５が用いられていたが、アイドル回転数制御弁５の開度
をＥＣＵ２０内に記憶させておけば、特にＩＳＣＶ開度
センサ１５を設けなくてもよい。

【００２５】

【発明の効果】これまで説明したように本発明によれ
ば、空気制御弁開故障時に回転数抑制手段により機関回
転数が抑制されるため機関回転数が上昇し過ぎることは
なく、燃料消費率の悪化を来すことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のシステム図。

【図２】第１実施例の制御フローチャート。

【図３】第１実施例のタイミングチャート。

【図４】第２実施例の制御フローチャート。

【図５】第２実施例のタイミングチャート。

【図６】従来の補助空気供給システム付燃料噴射装置を
備えるアイドル回転数制御装置付内燃機関。

【符号の説明】

２・・・・・・吸気絞り弁 ３・・・・・・燃料噴射弁 ４・・・・・・バイパス通路 ５・・・・・・アイドル回転数制御弁 ６・・・・・・空気供給通路 ７・・・・・・空気制御弁 １１・・・・・エアポンプ １６・・・・・圧力制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路に設けた吸気絞り弁と、吸気絞り
   弁下流の吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、前
   記吸気絞り弁をバイパスするバイパス通路とを有し、吸
   気絞り弁閉時に機関回転数を第１の所定値に保つべく開
   度調節されるアイドル回転数制御弁を前記バイパス通路
   に設置し、前記燃料噴射弁からの噴射燃料に空気を供給
   させるための前記バイパス通路とは別体の空気供給通路
   と、前記空気供給通路内を流れる空気流量を調節する空
   気制御弁とを備える燃料噴射装置付内燃機関において、
   機関回転数を検知する回転数検知手段と、機関アイドル
   運転時における前記アイドル回転数制御弁開度を検知す
   るアイドル回転数制御弁開度検知手段と、前記アイドル
   回転数制御弁開度が所定値以下であり且つ機関回転数が
   前記第１の所定値より高い第２の所定値以上である時に
   機関回転数の上昇を抑制する回転数上昇抑制手段とを設
   けることを特徴とする燃料噴射装置付内燃機関。